อุทยานแห่งชาติภูสอยดาวลักษณะภูมิประเทศเป็นเทือกเขาสลับซับซ้อน ตั้งแต่ทิศเหนือจดทิศใต้ เป็นเทือกเขากั้นพรมแดงระหว่างประเทศไทยกับสาธารรรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว มี

;